考虑墙体影响的L形带肋薄壁钢管混凝土柱耐火性能有限元研究

摘要

在实际工程结构中由于墙体的存在,火灾中异形柱处于非均匀受火状态,因此墙体将对异形柱的抗火性能产生一定影响,为此本文运用有限元软件ABAQUS建立了火灾下考虑墙体约束的L形带肋薄壁钢管混凝土柱模型,分析表明墙体降低肢端部升温速率,因此增加低温区面积,同时增强对构件横向变形的约束,提高其耐火极限.在考虑墙体对温度场的影响下,归纳了计算长度、加劲肋间距、荷载比、荷载偏心率、荷载角等参数对耐火极限的影响规律,结果表明:计算长度、荷载比对构件耐火极限影响较大,随着计算长度和荷载比的增大,耐火极限基本呈线性下降.加劲肋间距对构件耐火性能影响较小.由于L形柱的特殊形式,荷载角对耐火极限的影响规律较复杂.耐火极限随着荷载偏心率的增加而平缓减小.通过上述规律结合大量计算结果定量给出了L形带肋钢管混凝土柱常温承载力简化计算公式及耐火极限简化计算公式,经对比试算得知公式计算有良好精度,可为L形钢管混凝土柱抗火设计提供参考.